DE3786416T3

DE3786416T3 - Kraftstoffeinspritzsystem.

Info

Publication number: DE3786416T3
Application number: DE3786416T
Authority: DE
Inventors: Hideya Fujisawa; Takashi Iwanaga; Masahiko Miyaki
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1986-05-02
Filing date: 1987-04-23
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2007-04-24
Also published as: EP0243871B1; JPH07122422B2; JPS62258160A; DE3786416T2; EP0243871A2; EP0243871A3; EP0243871B2; US4777921A; DE3786416D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sichf auf ein Hochdruck- Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der GB-A-2 165 895 ist ein Einspritzsystem bekannt, das ein geregeltes Einspritzventil umfaßt, welches den Einspritzvorgang beendet, bevor der Leitungsdruck entlastet wird.
Der Erfindungsgegenstand basiert auf dem Problem einer weiteren Entwicklung des gattungsgemäßen Einspritzsystems im Hinblick auf die Wirkung, daß die Regelfähigkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge und des Einspritzdrucks gesteigert wird.
Gemäß der Erfindung wird dieses Problem durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Einspritzsystem wird der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoff-Speicherschieneneinrichtung auf einer gewünschten Druckhöhe unabhängig von der eingespritzten Kraftstoffmenge gehalten; auf diese Weise ist es möglich, den Einspritzdruck und die Einspritzmenge unabhängig voneinander zu regeln. Das wird durch ein Überströmventil erreicht, welches geschlossen wird, bevor der Kraftstoff auf Druck gebracht wird. Die eingespritzte Kraftstoffmenge wird unabhängig davon über das elektrisch betätigbare Kraftstoff-Einspritzventil elektronisch geregelt.
Im Fall des Erfindungsgegenstandes gemäß dem Patentanspruch 1 wird die eingespritzte Kraftstoffmenge jedesmal durch die elektrische Steuereinrichtung so geregelt, daß der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoff-Speicherschieneneinrichtung auf einer bestimmten Höhe gehalten wird. Bei einem Einspritzsystem gemäß der GB-A-2 165 895 werden die Zeit und
die Dauer der Einspritzung durch eine herkömmliche Regeleinrichtung über den Kraftstoffdruck geregelt, so daß der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Speichereinrichtung automatisch den vergleichsweise hohen Druckänderungen unterworfen wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzsystems mit einer gemeinsamen Schiene gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Systems;
Fig. 3 eine detaillierte schematische Darstellung, die den Einzelaufbau einer Hochdruckpumpe des Kraftstoff-Einspritzsystems, das in Fig. 1 gezeigt ist, wiedergibt;
Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung von einer Arbeitsweise des in Fig. 3 dargestellten Systems;
Fig. 5 ein Zeitdiagramm einer weiteren Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Systems;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines Überströmregelung- Magnetventils, das in Fig. 3 gezeigt ist; und
Fig. 7, 8 und 9 Flußpläne, die Operationen der in Fig. 1 gezeigten elektronischen Steuereinheit darstellen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Es wird zuerst auf die Fig. 1 Bezug genommen, in welcher ein Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzsystem mit einer gemeinsamen Schiene schematisch dargestellt ist. Ein Dieselmotor 1 ist mit einer Kraftstoff-Einspritzeinrichtung versehen, die für jeden ihrer Zylinder Einspritzdüsen oder -ventile 2 besitzt. Die Einspeisung von Kraftstoff von den Einspritzventilen 2 in den Motor 1 wird elektrisch geregelt, indem Kraftstoffeinspritz-Regelventile 3, die ebenfalls ein Teil der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung sind, elektrisch erregt und entregt werden. Die Einspritzventile 2 und die Magnetventile 3 sind alle an eine gemeinsame Kraftstoff-Speicherschieneneinrichtung 4 angeschlossen, die darin Hochdruck- Kraftstoff speichert. Wenn die Einspritz-Magnetregelventile 3 offen sind, wird der in der Schiene 4 befindliche Kraftstoff in den Motor 1 mittels der Einspritzventile 2 eingespritzt. Deshalb ist es notwendig, daß der Druck innerhalb der gemeinsamen Kraftstoff-Speicherschieneneinrichtung bzw. der Schiene 4 auf einem bestimmten hohen Druck, der dem Kraftstoff-Einspritzdruck entspricht, gehalten wird und daß die Schiene ein ausreichendes Volumen zur Kraftstoffspeicherung hat. Zu diesem Zweck ist eine vom Motor 1 getriebene Preßpumpe 7 mit der Schiene 4 über ein Zuleitungsrohr 5 und ein Rückschlagventil 6 verbunden. Die Preßpumpe 7, die im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschrieben werden wird, bringt den von einem Kraftstofftank 8 über eine bekannte Niederdruck-Speisepumpe 9 angesaugten Kraftstoff im Druck auf einen viel höheren, für das System benötigten Druck. Um den Verlust des für die Pumpe 7 aufgewendeten Motordrehmoments zu verringern, ist ein Pumpenfördermenge-Regelventil 10 mit einem elektrisch gesteuerten Magnetventil vorgesehen. Die Regelvorrichtung 10 wird später unter Bezugnahme auf die Fig. 6 beschrieben.
Dieses System wird durch eine elektronische Steuereinrichtung (ECU) 11 gesteuert, der ein Motordrehzahlfühler 12 und ein Lastfühler 13 Daten zuführen, die jeweils die Drehzahl N und die Last (Gaspedalstellung α ) betreffen. Die elektronische Steuereinrichtung 11 erzeugt für die Einspritz-Magnetregelventile 3 ein Steuersignal, damit die Kraftstoff-Einspritzverstellung und die Einspritzmenge oder die Kraftstoff-Einspritzdauer in Übereinstimmung mit den Motor-Betriebszuständen, die aus den eingegebenen Signalen bestimmt sind, optimiert wird. Auch liefert die Einheit 11 ein Steuersignal an die Pumpenfördermenge-Regelvorrichtung 10, um den Einspritzdruck in Übereinstimmung mit der Last und der Motordrehzahl zu optimieren. Vorzugsweise ist ein Druckfühler 14, der den aktuellen Kraftstoffdruck ermittelt, in der Schiene 4 angeordnet. Die Fördermenge von der Pumpe 7 wird durch Rückkopplung so geregelt, daß der wahre, durch den Fühler 14 ermittelte Kraftstoffdruck auf einen optimalen Wert eingestellt wird, der entsprechend der Last und der Motordrehzahl vorbestimmt ist.
Das oben beschriebene Konzept der Regelung des Drucks innenseitig der Schiene 4 ist in dem Zeitdiagramm der Fig. 2 dargestellt. Es wird angenommen, daß der Druck innerhalb der Schiene 4 auf 100 MPa angehoben wird, wie bei (A) von Fig. 2 gezeigt ist. Wann immer ein bei (B) von Fig. 2 gezeigter Steuerimpuls T' von der ECU 11 zum Magnetventil 3 geführt wird, wird eine bestimmte, bei (A) von Fig. 2 durch Schraffierung angegebene Kraftstoffmenge wegen einer bei (C) von Fig. 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzung verbraucht. Diese Menge entspricht der Menge der Kraftstoffeinspritzung plus der durch eine hydraulische Servoregelung der Düsen verbrauchten Kraftstoffmenge. Um diese zu ergänzen und den Kraftstoffdruck in der Schiene 4 auf 100 MPa (etwa 1000 kg/cm²) zu halten, führt die Preßpumpe 7 dieselbe Kraftstoffmenge wie die verbrauchte Kraftstoffmenge in die Schiene 4 zu, wobei die zugeführte Menge durch die Schraffierung bei (D) von Fig. 2 angegeben ist. Selbstverständlich variiert diese Menge in Übereinstimmung mit der Einspritzmenge und der Motordrehzahl. Deshalb arbeitet die Fördermenge-Regelvorrichtung 10 effektiv. Wenn beispielsweise die Menge der Kraftstoffeinspritzung sehr klein ist, ist die Fördermenge von der Pumpe 7 klein. Wenn umgekehrt die Kraftstoff-Einspritzmenge ein Maximum ist, wird eine entsprechend große Kraftstoff-Fördermenge von der Pumpe 7 benötigt. Wie bereits be schrieben wurde, wird der Kraftstoffdruck innenseitig der Schiene 4 ständig durch den Druckfühler 14 überwacht. Die Einspritzmenge wird jedesmal so geregelt, daß die Höhe dieses Kraftstoffdrucks gleich einem bestimmten Wert werden kann, der im voraus in Übereinstimmung mit der Motorlast und -drehzahl bestimmt worden ist. Auf diese Weise kann der Druck genauer geregelt werden.
Um den hohen Kraftstoffdruck in der Schiene 4 zu erzeugen, aufrechtzuerhalten und zu regeln, ist es von Vorteil, Kraftstoff synchron mit dem Betriebszyklus des Kraftstoff-Einspritzsystems zu ergänzen. Deshalb wird bevorzugt, eine intermittierend hin- und hergehende Einspritzpumpe, die in Fig. 3 gezeigt ist, zu verwenden, um Kraftstoff ebensoviele Male zuzuführen, wie der Anzahl der Verbrennungsvorgänge oder Einspritzungen im Motor 1 entspricht.
Wie die Fig. 3 zeigt, bildet eine Hochdruckpumpe 20, die durch die strich-punktierte Linie angegeben ist, die Preßpumpe 7 und das Pumpenfördermenge-Regelventil 10, die in Fig. 1 gezeigt sind. Diese Pumpe 20 ist in ihrer Konstruktion im wesentlichen zu einer herkömmlichen Reihenpumpe identisch. Die Pumpe 20 besitzt eine Nockenwelle 21, die durch den Motor gedreht wird und mit der halben Drehzahl der Motordrehzahl dreht sowie als die Antriebswelle der Pumpe wirkt. Die Nockenwelle 21 ist mit drei Nocken 22, 23 und 24 ausgestattet, die zwei Aufwärtsbewegungen pro Drehung der Nockenwelle 21 ausführen, d.h., jeder Nocken hat zwei Nokkenerhebungen. Die Winkel, die diese drei Nocken 22, 23 und 24 mit der Nockenwelle bilden, sind zueinander um 120º versetzt.
Pumpenkolben 31, 32 und 33 werden (bei Betrachtung der Figur) abwärts durch Kolbenfedern 28, 29, 30 über Nockenstößel 25, 26 sowie 27 jeweils gegen die Nocken 22, 23 und 24 gedrückt. Die Kolben 31, 32 und 33 sind jeweils in öldichter Weise in Kolbenzylinder 34, 35 und 36 eingepaßt Zwischen den Köpfen der Kolben und den Zylindern sind Pumpenkammern 40, 41 und 42 ausgebildet, die über Rückschlagventile 43, 44 sowie 45 jeweils mit der Schiene 4 verbunden sind. Die Zylinder 34, 35 und 36 sind jeweils mit Zulaufbohrungen 37, 38 sowie 39 in derselben Weise wie bei der herkömmlichen Reihenpumpe ausgestattet. Ein Niederdruck-Kraftstoffkanal 49, der mit Kraftstoff angefüllt ist, steht mit den Bohrungen 37, 38 und 39 in Verbindung. Die Niederdruck-Speisepumpe 9 führt vom Tank 8 Kraftstoff mit einem konstant niedrigen Druck in den Kanal 49 ein.
Die Pumpenkammern 40, 41 und 42 sind jeweils mit Überströmleitungen 58, 59 und 60 verbunden. Überströmventileinrichtungen 46, 47 und 48, die von der normalerweise offenen Bauart sind, sind in von den Leitungen 58, 59 und 60 zum Kanal 49 verlaufenden Rücklaufleitungen angeordnet. Diese Rücklaufleitungen werden nur geschlossen, wenn die Ventile 46, 47 und 48 erregt werden.
Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Konstruktion wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 erläutert. Die Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung der Arbeitsweise der Hochdruckpumpe 20 während eines Umlaufs der Pumpe, d.h. über 360º des Winkelintervall-Zylinderfühlers 62, der in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 4 zeigt (A) das Ausgangssignal vom Zylinderfühler 62, während (B) in Fig. 4 das Ausgangssignal vom Nockenwinkelstellungsgeber 50 zeigt.
Eine Drehscheibe 51, die der Anzahl der Motorzylinder entsprechende Zacken hat, ist koaxial zur Nockenwelle 21 angeordnet, um die Ventile 46, 47 und 48 zu steuern. Bei diesem Beispiel ist sechs die Anzahl der Zacken. Ein Nockenwinkelstellungsgeber 50, der ein bekannter elektromagnetischer Meßfühler ist, ist in Gegenüberlage zu den Zacken angeordnet. Wann immer einer der Zacken am Geber 50 vorbeiläuft, führt der Geber ein Signal der Steuereinheit 11 zu, so daß die Winkelposition der Welle 21 und die Drehzahl erfaßt werden. Die Scheibe 51 ist so angeordnet, daß jeder der Nocken 22, 23 und 24 dem Geber 50 zunächst kommt, wenn er sich nahe seinem unteren Totpunkt befindet. Auch sind eine Scheibe 61 und ein Zylinderfühler 62, um genau zwischen den Zylindern zu unterscheiden, koaxial zur Nockenwelle 21 montiert. Die Scheibe 61 ist mit nur einem Zacken versehen. Demzufolge empfängt die Steuereinheit 11 pro Umdrehung der Nockenwelle 21 ein einziges Signal vom Fühler 62. Die Steuereinheit 11 kann aus den Ausgangssignalen von den Fühlern 62 und 50 genau erkennen, von welchem der Zylinder das den unteren Totpunkt kennzeichnende Signal erzeugt wird. Die Kolben 31, 32 und 33 sind jeweils mit Überlaufnuten 52, 53 sowie 54 ausgestattet, die jeweils mit den Zulaufbohrungen 37, 38 und 39 am Ende des Förderhubes eines jeden Kolbens ausgerichtet sind. Die Nuten 52, 53 und 54 sind ständig über Verbindungsbohrungen 55, 56 und 57 jeweils mit den Pumpenkammern 40, 41 und 42 in Verbindung.
In Fig. 4 zeigen (C), (E) und (G) jeweils die Bewegung der Nocken 22, 23 und 24. Da die dargestellte Konstruktion drei Zylinder hat und jeder Nocken zwei Erhebungen besitzt, wird, wenn die Nockenwelle 21 einmal dreht, Kraftstoff sechsmal in Übereinstimmung mit der Anzahl der Zylinder zugeführt. Die strich-punktierte Linie I zeigt den Augenblick, zu welchem die Kraftstofförderung beginnt, d.h.,wenn die Zulaufbohrung 37 gänzlich von der Seitenwand des Kolbens 31 verschlossen ist. Die strich-punktierte Linie II gibt den Augenblick an, in welchem die Überlaufnut 52 mit der Zulaufbohrung 37 in Ausrichtung kommt, um eine weitere Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs zu beenden.
Die in Fig. 3 gezeigte Pumpe 20 bringt Kraftstoff auf hohen Druck und fördert den auf Druck befindlichen Kraftstoff während des Intervalls zwischen den Augenblicken I und II in Übereinstimmung mit dem Förderhub unter der Bedingung, daß die Ventile 46, 47 und 48 geschlossen gehalten werden, in die Schiene 4. Jedoch wird die Fördermenge durch das getrennt angeordnete Ventil 46 geregelt, um den Förderhub im Effekt zu verkürzen. Selbstverständlich muß der Augenblick II, in welchem Kraftstoff durch die Überlaufnuten 52, 53 und 5.4 überläuft, so bestimmt werden, daß die von dem System geforderte maximale Kraftstoffmenge in ausreichender Weise bearbeitet werden kann.
In Fig. 4 zeigen (D), (F) und (H) Steuersignale, die jeweils den in Fig. 3 dargestellten Ventilen 46, 47 und 48 zugeführt werden. Bei dem in Rede stehenden Beispiel erregt die Steuereinrichtung 11 das Ventil 46, 47 und 48 für den Zylinder, der als nächster in den Förderhub eintritt, um die Überströmleitungen 58, 59 und 60 synchron mit dem zugehörigen Signal, das die Winkelstellung des Nockens angibt, zu schließen. Nachdem eine Zeit T, die der vom System benötigten Fördermenge entspricht, verstreicht, wird das Ventil entregt, um es zu öffnen. Deshalb beginnt der wirksame Förderhub der Pumpe 20 im Augenblick I und endet in einem Zeitpunkt, in welchem Kraftstoff von der Überströmleitung durch das Überströmventil vor dem Zeitpunkt II überläuft. Somit wird Kraftstoff, wie durch die Schraffierung in Fig. 4 angegeben ist, in die Schiene 4 gefördert. Die Zeit T kann in Übereinstimmung mit der ermittelten Last, Motordrehzahl und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck verlängert oder verkürzt werden. Folglich kann die Kraftstoff-Fördermenge der Pumpe 20, die in die Schiene 4 eingespeist wird, geregelt werden. Ein Steuersignal für das Einspritzventil 2 für den ersten Zylinder ist bei (I) in Fig. 4 dargestellt.
Wie aus der bisher gegebenen Beschreibung verständlich wird, fließt in der Praxis Kraftstoff ständig durch die Überlaufeinrichtungen 46, 47 und 48. Der Zeitpunkt II, in welchem ein Überlauf durch die Überströmnuten 52, 53 und 54 stattfindet, beeinflußt nicht die Regelung des Systems. Es ist hier zu bemerken, daß, weil der Kraftstoff in der Kammer 40 zum Niederdruckkanal 49 durch die Ventile 46, 47 und 48 am Ende der Zeit T im Kraftstoff-Förderhub der Pumpe 20 überläuft, ein Drehmomentverlust des Motors nach der Zeit T auch im Kraftstoff-Förderhub der Pumpe 20 vermindert wird. Die Überlaufnuten 52, 53 sowie 54 und die Verbindungsbohrungen 55, 56 sowie 57 sind ausgebildet, um zu verhindern, daß die Fördermenge übermäßig ansteigt, wenn die Ventile 46, 47 und 48 nicht richtig arbeiten, und auch dazu, um die Pumpenkammer 40, 41 und 42 im Ansaugen von Kraftstoff zu unterstützen, wenn die Erhebungen der Nocken 22, 23 und 24 sich abwärts bewegen. Da die Überlaufnuten 52, 53 sowie 54 und die Bohrungen 55, 56 sowie 57 für die Erfindung nicht notwendig sind, können sie weggelassen werden, in welchem Fall jeder der Kolben 31, 32 und 33 zu einem einfachen Zylinder ausgebildet werden kann. Dadurch werden die Bearbeitsvorgänge vereinfacht und die Kosten vermindert.
Das Zeitdiagramm von Fig. 5 zeigt eine weitere Arbeitsweise des Systems. Der Unterschied dieser Betriebsart von der in Fig. 4 gezeigten Betriebsart beruht in der Funktion der Ventile 46, 47 und 48, wie in Fig. 5 bei (D'), (F') und (H') gezeigt ist. Im einzelnen befindet sich ein Zylinder tatsächlich im Förderhub, während die anderen beiden Zylinder synchron mit dem An- und Abschalten des erstgenannten Zylinders an- und abgeschaltet werden. Wie aus dieser Figur für die zwei Zylinder, die sich nicht im Förderhub befinden, verständlich wird, ist, wenn die Überlaufregelventile geschlossen sind, z.B. wenn der Kolben 31 im Förderhub ist, (E) im Saughub, in welchem die Zulaufbohrungen bereits geöffnet worden sind, und ist der Kolben 33 im Überlaufhub, während welchem die Überlaufnut 54 offen ist. Folglich wird trotz der gleichzeitigen Regelung die Regelung für das System in keiner Weise negativ beeinflußt. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel werden alle Ventile 46, 47 und 48 gemeinsam zur gleichen Zeit geregelt und die elektronische Steuerung durch die ECU 11 vereinfacht. Deshalb ist es nicht notwendig, zwischen den Zylindern genau zu unterscheiden. Ferner wird lediglich ein gemeinsamer Treiberkreis in der ECU 11 benötigt, um die Ventile 46, 47 und 48 zu betätigen.
Die Fig. 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung, und zwar insbesondere eine repräsentative Konstruktion der Überströmventileinrichtungen 46, 47 und 48, die in Fig. 3 gezeigt sind. Die Überlaufventileinrichtungen 46, 47 und 48, die bei diesem Kraftstoff-Einspritzsystem verwendet werden, müssen Drücken widerstehen, die höher sind als der Kraftstoffdruck innerhalb der Schiene 4, der eine Höhe wie 100 MPa erreicht. Darüber hinaus wird gefordert, daß sie mit einer raschen Ansprechempfindlichkeit arbeiten. Vorzugsweise öffnen sie, wenn sie nicht erregt sind, um dem Kraftstoff ein Entweichen in einem Notfall, wie einer Unterbrechung einer elektrischen Leitung oder einem Lösen einer elektrischen Steckverbindung, zu ermöglichen.
Die in Fig. 6 gezeigte Konstruktion der Ventile 46, 47 und 48 wird nun im einzelnen beschrieben. Dieses Ventil ist in dem Durchgang angeordnet, der die Überströmleitungen 58, 59 und 60 mit dem Niederdruck-Kraftstoffkanal 49 verbindet, und zwar die Leitungen 58, 59 und 60 der Hochdruck-Förderpumpe 20, die in Fig. 3 gezeigt ist. Ein Hochdruckkanal 103 steht mit den Überströmleitungen 58, 59 und 60 in Verbindung, die von den Pumpenkammern in einer (nicht dargestellten) Hochdruck-Speisepumpe ausgehen. Eine Überströmleitung 104 ist mit dem (in dieser Figur nicht dargestellten) Niederdruck- Kraftstoffkanal 49 verbunden. Dieses Magnetventil ist im großen und ganzen von zylindrischer Gestalt und mit Bezug zu seiner Mittelachse symmetrisch. Das Ventil hat ein Gehäuse 105, das auch ein Teil eines magnetischen Kreises für einen Schaltmagneten bildet. Eine Magnetstellantriebsektion 201, die als ein Schaltmagnet wirkt, ist in einem oberen Teil des Gehäuses 105 untergebracht. Eine Ventilsektion 202, die die Strömung eines Hochdruckfluids zuläßt und unterbricht, ist in einem unteren Teil des Gehäuses 105 montiert.
Es wird nun der Aufbau der Magnetstellantriebsektion 201 beschrieben. Das Gehäuse 105 hat einen oberen äußeren Zylinder, der mit Bezug zu dessen Mittelachse symmetrisch ist. Dieser äußere Zylinder bildet ein Joch 106 für den Schaltmagneten. Das Gehäuse besitzt auch einen oberen inneren Zylinder, der einen Stator 107 für den Schaltmagneten bildet, welcher aus einem Spulenkörper 108 und einer Spule 109 besteht. Der Spulenkörper 108 ist aus Kunstharz geformt. Der Schaltmagnet ist zwischen das Joch 106 und den Stator 107 eingebaut. Die Spule 109 ist mit der elektronischen (nicht dargestellten) Steuereinheit 11 durch einen Zuleitungsdraht 110 verbunden. Längs der Achse des Stators 107 ist eine Führungsbohrung 111 ausgebildet. Ein Hülsenglied 112, das aus einem harten Material gefertigt ist, ist im Preßsitz in die Bohrung 111 eingesetzt und darin fixiert. Ein wie eine Welle ausgebildetes stabartiges Bauteil 113 wird vom Hülsenglied 112 so gelagert, daß es axial verschiebbar ist. Das stabartige Bauteil 113 besteht aus einem unmagnetischen Material, und seine Gleitfläche sowie sein unteres Ende, das an einem Ventilglied anliegt, sind gehärtet. Ein Ringkern 114 ist starr am oberen Ende des stabartigen Bauteils 113 befestigt und in Gegenüberlage zur oberen Stirnfläche des Stators 107 angeordnet. Rund um den Kern 114 ist eine ringförmige Statorplatte 116 so montiert, daß zwischen diesen Teilen ein umlaufender Spalt 115 von vorgegebener Breite verbleibt. Das Joch 106 hat an seinem oberen Ende einen Ringkragen 118. Die Statorplatte 116 und eine Deckelplatte 117 werden von dem Ringkragen 118 erfaßt und fest mit dem Gehäuse 105 verbunden. Die Platte 116 und das Joch 106 werden in magnetisch leitfähigem Zustand gehalten. Der magnetische Kreis geht von der Spule 109 aus, verläuft durch den Stator 107, über welchen der Spulenkörper 108 gesetzt ist, denkern 114 über den Raum, die Statorplatte 116 über den umlaufenden Spalt 115, das Joch 106 und kehrt zum Stator 107 zurück. Wenn die Spule 109 erregt wird, wird der Kern 114 abwärts zum Stator 107 hin angezogen.
Die Deckelplatte 117 besitzt in ihrem Zentrum einen Gewindeabschnitt, mit dem eine Justierschraube 119 in Eingriff steht. Zwischen der Schraube 119 und dem Kern 114 ist eine Druckfeder 120 angeordnet, um den Kern 114 und das stabartige Bauteiü 113 nach unten bei Betrachtung dieser Figur zu drücken. Diese Feder 120 zwingt ein (später beschriebenes) Vorsteuerventil zum Öffnen.
Das stabartige Bauteil 113 besitzt einen axial verlaufenden Schlitz 121, der sich zum oberen Ende des Bauteils erstreckt. Das stabartige Bauteil 113 ist auch mit einer kleinen Querbohrung 122 versehen, die den Schlitz 121 nahe dem unteren Ende des Schutzes 121 kreuzt. Ein oberhalb des Kerns 114 befindlicher Raum 123 und ein durch die Führungsbohrung 111 gebildeter Raum werden durch den Schlitz 121 sowie die Bohrung 122 miteinander in Verbindung gebracht, wobei der letztgenannte Raum unter dem Hülsenglied 112 angeordnet ist. Eine Vielzahl von axial verlaufenden Kehlen 124 ist in der Innenwand des Spulenkörpers 108 ausgebildet. Die oberen und unteren Flanschflächen des Spulenkörpers 108 sind durch die von den Kehlen 124 gebildeten Durchgänge untereinander verbunden. Im Gehäuse 105 ist ferner eine schrägliegende Bohrung 125 ausgebildet, um die Kehlen 124 mit der Überströmleitung 104 zu verbinden. Deshalb ist die unter dem Hülsenglied 112 angeordnete Führungsbohrung 111 mit der Überströmleitung 104 über die kleine Bohrung 122, den Schlitz 121, den über dem Kern angeordneten Raum 123, den umlaufenden Spalt 115, die Kehlen 124 und die schrägliegende Bohrung 125 in Verbindung. Um diesen Verbindungskanal öldicht zu machen, ist zwischen die Deckelplatte 117 und die Justierschraube 119 ein 0- Ring 126 eingebaut. Ein weiterer 0-Ring 127 ist zwischen die Deckelplatte 117 und die Statorplatte 116 eingesetzt. Ein anderer 0-Ring 128 ist zwischen der Statorplatte 116 und dem oberen Flansch des Spulenkörpers 108 angebracht. Ein noch weiterer 0-Ring 129 ist zwischen den unteren Flansch des Spulenkörpers 108 und das Gehäuse 105 eingesetzt. Diese 0-Ringe 126 bis 129 sind koaxial zum stabartigen Bauteil 113 angeordnet. Zwischen den Kolbenzylinder des Pumpenkörpers und das Gehäuse 105 ist ein noch weiterer 0-Ring 130 eingebaut, und diese sind in öldichter Weise zusammengesetzt.
Über dem oberen Endabschnitt des Gehäuses 105 ist ein Deckelring 131 angebracht. Der Raum innerhalb des Gehäuses 105, der außenseitig der 0-Ringe 126 bis 129 angeordnet ist, einschließlich des Raumes zwischen dem Deckelring 131 sowie einem Ring 132 und des Raumes zwischen der Spule 109 sowie dem Gehäuse 105 ist mit Epoxydharz 133 angefüllt, um die mechanische Steifigkeit und die Wärmeableitung von der Spule 109 zu steigern.
Es wird nun der Aufbau der Ventilsektion 202 beschrieben. Die Ventilsektion 202 besteht aus einem ersten Vorsteuerventil von kleiner Kapazität und einem zweiten Haupt ventil von großer Kapazität. Das erste Ventil besteht in der Hauptsache aus einer Vorsteuerventilnadel 140 und einem Vorsteuerventilkörper 141. Das zweite Ventil besteht primär aus einem Hauptventilkolben 142 und einem Hauptventilkörper 143.
Das Gehäuse 105 ist am Boden mit einer zylindrischen Ausnehmung versehen. Ein Zwischenring 144 zur Justierung der axialen Abmessung der Anordnung, ein zylindrischer Vorsteuerventilkörper 141 und ein zylindrischer Hauptventilkörper 143 sind fest in die Ausnehmung eingebaut. Die Außenfläche des Hauptventilkörpers 143 ist mit einer Einsenkung 145 versehen, in welche ein am unteren Ende des Gehäuses 105 angebrachter Flansch 146 eingesetzt ist, so daß der Ventilkörper 143 mit dem Gehäuse 105 fest verbunden ist. Der zylindrische Hauptventilkolben 142 ist exakt und eng passend in die Ausnehmung im Ventilkörper 143 eingebaut, so daß er in einer öldichten Weise axial verschiebbar ist. Der Rand des unteren Endes des Kolbens 142 liegt am Boden der Ausnehmung innerhalb des Ventilkörpers 143 an, um einen Sitz 147 für das Hauptventil zu bilden. Der Ventilkolben 142 wird durch eine Druckfeder 148 nach unten bei Betrachtung in der Figur belastet, um den Sitz 147 zu schließen. Wenn dieses Magnetventil am Kolbenzylinder der in Fig. 3 gezeigten Hochdruckpumpe montiert wird, wird das untere Ende des Ventilkörpers 143 gegen eine ringförmige Auflageplatte 149 gepreßt, die fest am Kolbenzylinder gehalten ist. Auf diese Weise wird der rund um den Haupt körper 143 gebildete und mit der Überströmleitung 104 verbundene Raum 150 von dem Hochdruckkanal 103 getrennt. Der Ventilkörper 143 ist mit einer axialen Bohrung 203 an seinem Boden versehen, um den Hochdruckkanal 103 mit einer vom Ventilkörper 143 und vom Ventilkolben 142 umgebenen Hochdruckkammer 151 in Verbindung zu bringen. Eine Ringkehle 152, die den Sitz 147 umgibt, ist in der Ausnehmung innenseitig des Hauptventilkörpers 143 ausgestaltet, um eine kleine Ölkammer zu bilden. Die Ringkehle 152 ist mit dem umgebenden Raum 150 durch eine Vielzahl von Horizontallöchern 153 in Verbindung.
Der Vorsteuerventilkörper 141 hat einen zylindrischen, unteren Abschnitt, der in der zylindrischen Ausnehmung innerhalb des Hauptventilkolbens 142 aufgenommen ist. Durch die Innenwand des Ventilkolbens 142, die Außenwand des Vorsteuerventilkörpers 141 und den Hauptventilkörper 143 wird eine Ölkammer 154 abgegrenzt. Die Ölkammer 154 wirkt auch als eine Kolbenkammer, in welcher der Ventilkolben 142 axial sich verschiebt. Die Druckfeder 148 ist in dieser Ölkammer 154 angeordnet, welche mit der Hochdruckkammer 151 über eine enge Öffnung 155 von kleinem Durchmesser in Verbindung steht. Die enge Öffnung 155 ist am Boden des Hauptventilkolbens 142 ausgebildet. Die Hochdruckkammer 151 liegt stromoberhalb des Sitzes 147. Das Vorsteuerventil hat einen Sitz 156, der am Boden des Vorsteuerventilkörpers 141 angebracht wird.
Eine Vorsteuerventilnadel 140 ist in den Vorsteuerventilkörper 141 ganz genau eingebaut, so daß sie axial verschiebbar ist. Das untere Ende der Nadel 140 greift in eine am Boden des Ventilkörpers 141 ausgebildete Öffnung 204 ein. Auf diese Weise wird der Sitz 156 des Vorsteuerventils gebildet. Die Nadel 140 wird durch eine Druckfeder 157 nach oben bei Betrachtung in der Figur belastet, um den Sitz 156 zu öffnen. Die Ventilnadel 140 hat an ihrem oberen Ende einen Flansch 205. Dieser Flansch wird gegen das untere Ende des stabartigen Bauteils 113 gepreßt. Wie oben beschrieben wurde, wird das stabartige Bauteil 113 durch die Feder 120 nach unten hin belastet. Die resultierenden, von der ersten Feder 157 und der Feder 120 erzeugten Kräfte sind in ihren Spezifikationen einschließlich der Federkonstanten, der freien Länge, des Drahtdurchmessers und der Anzahl der Windungen identisch. Die Justierschraube 119 wird verstellt, um die Länge der Feder 120 zu variieren, so daß die Längen der beiden Federn differieren können. Auf diese Weise unterscheiden sich die durch diese hervorgerufenen Kräfte. Als Ergebnis wird eine aufwärts gerichtete Kraft erzeugt.
An der Seitenfläche der Vorsteuerventilnadel 140 ist eine Nut 158 ausgestaltet, um eine Ventilkammer 159 mit einer Federkammer 160, in der die Feder 157 angeordnet ist, in Verbindung zu bringen. Die Ventilkammer 159 ist stromab vom Vorsteuerventilsitz 156 angeordnet. Die Federkammer 160 steht mit der im Magnetstellantrieb 201 ausgebildeten Führungsbohrung 111 in Verbindung. Deshalb fließt der durch den Vorsteuerventilsitz 156 tretende Kraftstoff dann durch die Ventilkammer 159, die Nut 158, die Federkammer 160, die Führungsbohrung 111, die kleine Bohrung 122 und den Schlitz 121 im stabartigen Bauteil 113, den über dem Kern 114 angeordneten Raum 123, den umlaufenden Spalt 115 zwischen dem Kern 114 sowie der Statorplatte 116, die große Anzahl von Kehlen 124 in der Innenwand des Spulenkörpers 108 und die schrägliegende Bohrung 125. Anschließend fließt der Kraftstoff in die Überströmleitung 104.
Es ist notwendig, daß dann, wenn das Vorsteuerventil offen ist, der Fluß des durch den Sitz 156 tretenden Kraftstoffs größer ist als der Fluß des durch die enge Bohrung 155 im Hauptventilkolben 142 tretenden Kraftstoffs. Auch ist es erwünscht, daß der erstgenannte Fluß weniger als das 1,5- fache des letztgenannten Flusses ist. Es wurde experimentell festgestellt, daß dann, wenn die Vorsteuerventilnadel 140 vom Sitz 156 weg offen ist, eine Aufwärtsverschiebung von etwa 0,1 mm und ein Festsetzen des Durchmessers der engen Öffnung 155 in einem Bereich von 0,4 mm bis 0,6 mm erwünschte Ergebnisse hervorbringen. Auch ist, wenn der Hauptventilkolben 142 vom Sitz 147 weg offen ist, die Aufwärtsverschiebung vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm. Wenn das Vorsteuerventil geschlossen wird, d.h., wenn die Spule 109 erregt wird, um den Kern 114 zum Stator 107 anzuziehen, wird die Ventilnadel 140 im Bereich einer angemessenen Kraft niedergedrückt Deshalb ist es erwünscht, daß zwischen dem Kern 114 und dem Stator 107 ein geringfügiger Spalt belassen wird. Vorzugsweise wird die Dicke des Zwischenringes 144 so bestimmt, daß die Weite des Spalts etwa 0,1 mm beträgt.
Die Arbeitsweise des Überström-Magnetventils mit dem oben beschriebenen Aufbau wird nun erläutert. Im freien Zustand, d.h., wenn die Spule 109 nicht erregt istund kein Hydraulikdruck im Hochdruckkanal 103 ansteht, haben die durch die Feder 157 und die Feder 120 erzeugten resultierenden Kräfte die Vorsteuerventilnadel 140 angehoben, wodurch der Sitz 156 des Vorsteuerventils offen ist. Der Hauptventilkolben 142 wird durch die Wirkung der Druckfeder 148 nach unten gedrückt. Somit wird der Sitz 147 des Hauptventils geschlossen. Dieser Zustand ist in Fig. 6 gezeigt.
Wenn die Spule 109 erregt wird, wie beispielsweise bei (D), (F) und (H) in Fig. 4 gezeigt ist, wird der Kern 114 zum Stator 107 angezogen. Das stabartige Bauteil 113 drückt die Ventilnadel 140 nach unten, wodurch der Sitz 156 des Vorsteuerventils geschlossen wird. Eine (nicht dargestellte) Pumpe drückt Kraftstoff in den Hochdruckkanal 103 mit einem hohen Druck. Der Kraftstoff tritt dann in die Hochdruckkammer 151 innerhalb des Magnetventils ein, tritt durch die enge Öffnung 155 im Hauptventilkolben 142 und füllt das Innere der Ölkammer 154. Da der Sitz 156 des Vorsteuerventils geschlossen ist, ist der Hydraulikdruck innerhalb der Hochdruckkammer 151 gleich dem Hydraulikdruck in der Ölkammer 154. Es werden nun die hydraulischen Kräfte, die von oben bzw. von unten auf den Hauptventilkolben 142 einwirken, erörtert. Die abwärts gerichtete Kraft zum Schließen des Ventils wirkt auf einen Kreis mit einem Durchmesser, der gleich dem Außendurchmesser des Ventilkolbens 142 ist. Die aufwärts gerichtete Kraft zum Öffnen des Ventus wirkt auf einen Kreis mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser des Sitzes 147 gleich ist. Da der Außendurchmesser des Ventilkolbens 142 größer als der Durchmesser des Sitzes 147 ist, ist selbstverständlich die resultierende hydraulische Kraft, die auf den Ventilkolben 142 wirkt, abwärts gerichtet, um das Ventil zu schließen. Deshalb wird, wenn der Hydraulikdruck innerhalb der Hydraulikkammer 151 ansteigt, der Ventilkolben 142 mit einem höheren Druck gegen den Sitz 147 gepreßt. Wie hoch auch immer der Druck innerhalb des Hochdruckkanals 103 ist, so wird der Sitz 147 mit höherer Sicherheit geschlossen. Folglich ist es unwahrscheinlich, daß der hohe Druck des Kraftstoffs abfließt Wie oben erwähnt wurde, ist der Sitz 156 des Vorsteuerventils so ausgelegt, daß der durch den Sitz 156 hindurchtretende Kraftstofffluß größer ist als derjenige, der durch die enge Öffnung 155 tritt, und daß der erstgenannte Fluß geringer als das 1,5-fache des letztgenannten Flusses ist. Da der Durchmesser des Sitzes 156 ausreichend klein ist, ist die hydraulische Kraft, die die Vorsteuerventilnadel 140 anhebt, relativ klein. Folglich ist eine kleine Kraft notwendig, um den Kern 114 zum Schließen des Sitzes 156 mit Sicherheit anzuziehen. Das erlaubt es, einen Magnetstellantrieb 201, der die Spule 109 einschließt, mit geringer Größe zu fertigen.
Wenn die Spule 109 entregt wird, wie beispielsweise bei (D), (F) und (H) in Fig. 4 gezeigt ist, verschwindet die den Kern 114 anziehende Kraft. Dann wird die dem Druck des stabartigen Bauteils 113 ausgesetzte Ventilnadel 140 rasch nach oben durch die aufwärts gerichteten resultierenden Kräfte, die von der Feder 157 sowie der Feder 120 erzeugt werden, und auch durch die am Sitz 156 aufgebrachte hydraulische Kraft bewegt. Dadurch öffnet der Sitz 156. Dann fließt der Hochdruck-Kraftstoff in der Ölkammer 154 vom Sitz 156 in die Überströmleitung 104 durch die Ventilkammer 159, die Nut 158, die Federkammer 160, die Führungsbohrung 111, die kleine Bohrung 122, den Schlitz 121, den oberhalb des Kerns 114 befindlichen Raum 123, den umlaufenden Spalt 115, die Vielzahl von in der Innenwand des Spulenkörpers 108 ausgebildeten Kehlen 124 und die schrägliegende Bohrung 125. Die durch den Spulenkörper 108 erzeugte Hitze wird von dem Kraftstoff abgeführt, der durch die vielen Kehlen in der Innenwand des Spulenkörpers 108 hindurchgeht. Das trägt dazu bei, die Hitze von der Spule 109 zu zerstreuen. Da der Kraftstofffluß, der durch den Ventülsitz 156 tritt, größer ist als der Kraftstofffluß, der durch die enge Öffnung 155 tritt, kann der vom Sitz 156 verlustig gegangene Kraftstofffluß nicht durch den Kraftstoff kompensiert werden, der durch die enge Öffnung 155 zugeführt wird. Demzufolge nimmt der Druck innerhalb der Ölkammer 154 rapid ab. Als Ergebnis vermindert sich der Druck innerhalb der Ölkammer 154 weit unter den Druck innerhalb der Hochdruckkammer 151, der dann den Hauptventilkolben 142 aufwärts drückt, wodurch der Sitz 147 mit einem großen Durchmesser geöffnet wird. Demzufolge strömt der Hochdruck-Kraftstoff in der Hochdruckkammer 151 in die Ringkehle 152, die den Schwall an Kraftstoff und die Erzeugung einer Kavitation dämpft. Die Kehle 152 wirkt auch als ein Freiraum, wenn der Sitz 147 aufgesetzt ist. Der in die Ringkehle 152 fließende Kraftstoff tritt dann durch die Horizontallöcher 153 und erreicht den Raum 150 rund um den Hauptventilkörper 141. Hierauffließt der Kraftstoff in die Überströmleitung 104. Auf diese Weise wird das Überströmen des unter Druck gesetzten Kraftstoff erlangt. Die Förderung des Kraftstoffs wird durch das Magnetventil mit dem obigen Aufbau geregelt.
Bei dem obigen Beispiel fördert die Regelpumpe 20 Kraftstoff in die gemeinsame Schiene 4. Unter Ausnutzung dieser Tatsache wird jeder Nocken so gefertigt, daß er mehrere Erhebungen hat. Folglich ist die Anzahl der Kolben der Pumpe gleich der Anzahl der Motorzylinder dividiert durch die Anzahl der Erhebungen eines jeden Nockens. Da auf diese Weise die Anzahl der Kolben vermindert werden kann, kann die Pumpe billig gefertigt werden.
Es ist auch möglich, Nocken, die einige Erhebungen haben, nicht zu verwenden. In diesem Fall werden Kolben in derselben Anzahl wie die Motorzylinder vorgesehen. Alternativ kann die Pumpen-Nockenwelle mit derselben Drehzahl wie der Motor gedreht werden, und Kolben der halben Anzahl der Motorzylinder können zum Einsatz kommen.
Ferner kann der Druck innerhalb der gemeinsamen Kraftstoff- Speicherschieneneinrichtung 4, der eine Höhe wie 100 MPa oder darüber erreichen kann, mit kleinen Ventilen und kleinen elektrischen Strömen geregelt werden, weil die Ventile magnetbetätigte Überströmregelung-Vorsteuerventile sind, die einen hydraulischen Servomechanismus verwenden.
Die in Fig. 1 gezeigte elektronische Steuereinrichtung 11 kann programmiert werden, um die in Fig. 7, 8 und 9 gezeigten Funktionen zu erfüllen.
Die Fig. 7 zeigt eine Hauptroutine, die die ECU 11 wiederholt ausführt, wenn in den Fig. 8 und 9 gezeigte Interruptroutinen nicht erforderlich sind. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, werden die Drehzahl N, die Last (Gaspedalstellung α) und der tatsächliche Kraftstoffdruck P c zuerst durch die Fühler 12, 13 sowie 14 ermittelt, und eine erforderliche Kraftstoff-Einspritzmenge Q wird aus den ermittelten Werten von N und α berechnet. Dann wird ein gewünschter Kraftstoffdruck P o in der gemeinsamen Schiene 4 aus dem ermittelten Wert N sowie dem berechneten Wert Q berechnet, und es wird eine Differenz ΔP zwischen den Werten P o sowie P c berechnet. Im nächsten Schritt wird ein Zeitintervall T zur Erregung des Überströmventils (siehe (D), (F) und (H) in Fig. 4) aus den Werten N sowie Q berechnet und durch die Differenz ΔP korrigiert. Ein Zeitintervall oder eine Einspritzdauer T' zur Erregung des Einspritzventils (siehe (I) in Fig. 4) wird aus den Werten Q und Po berechnet. Schließlich wird eine Zeitspanne T" (siehe (I) in Fig. 4), die für die Zeitverzögerung zum Einleiten der Kraftstoff-Einspritzung vom vorbestimmten Nockenwinkel (siehe (B) in Fig. 4) kennzeichnend ist, berechnet, und eine Summe der Zeitspannen T' sowie T" wird als T"' berechnet, was das Beenden der Kraftstoffeinspritzung angibt. Diese berechneten Werte T, T" und T" wergen gespeichert, um später in den Interruptroutinen der Fig. 8 und 9 verwendet zu werden. Es ist zu bemerken, daß die Berechnungen von Q = f&sub1;(N,α), Po = f&sub2;(N, Q), T =f&sub3;(N, Q) und T" = f&sub5;(N, Q) unter Verwendung von jeweiligen Verweistabellen, die in der einschlägigen Technik bekannt sind, durchgeführt werden können.
In einer ersten Interruptroutine, die in Fig. 8 gezeigt ist, wird ein Zylinderzähler, der eine Zylindernummer n angibt, bei welcher eine Kraftstoff-Einspritzung bewerkstelligt werden soll, jedesmal auf Null (n = 0) gelöscht, wenn der Bezug-Nockenwinkel (0º und 360º NOCKEN) ermittelt wird, wie bei (A) der Fig. 4 dargestellt ist.
Eine zweite Interruptroutine, die in Fig. 9 gezeigt ist, wird jedesmal durchgeführt, wenn ein bei B in Fig. 4 gezeigter Impuls bei jeder vorbestimmten Winkeldrehung (60º NOCKEN) erzeugt wird. Zuerst wird der Zylinderzähler inkrementiert (n = n + 1) und die Zylindernummer, bei welcher eine Kraftstoffeinspritzung durchzuführen ist, hinsichtlich n diskriminiert. Dann wird ein Zeitzähler, um den Ablauf der Zeit t von dem bei (B) der Fig. 4 gezeigten Signal zumessen, gestartet, und das Überströmregelung-Magnetventil für die diskriminierte Zylindernummer n wird angeschaltet, um den Überlaufkanal zu schließen. Wenn die gemessene Zeit t die Verzögerungszeit T" erreicht, wird das Einspritzregelung-Magnetventil, das der diskriminierten Zylindernnummer n entspricht, angeschaltet, um die Kraftstoffeinspritzung auszulösen. Wenn die gemessene Zeit t ferner die Zeitspanne T überschreitet, wird das Überströmventil abgeschaltet, so daß der Kraftstofffluß durch den Überströmkanal bewirkt wird. Wenn die gemessene Zeit t noch weiterhin die Zeitspanne T"' erreicht, wird das Einspritzventil abgeschaltet, um die Kraftstoffeinspritzung zu beenden.
Wie soweit beschrieben wurde, schafft die Erfindung ein Hochdruck-Kraftstoff-Einspritzsystem mit einer gemeinsamen Schiene, das die folgenden Merkmale besitzt.
(1) Jedesmal, wenn im Einspritzzyklus Kraftstoff verbraucht wird, kann er durch Zufuhr von Kraftstoff in die gemeinsame Schiene ergänzt werden. Der Druck innenseitig der gemeinsamen Schiene kann aufrechterhalten und durch die Verwendung einer Pumpe, die lediglich ein kleines Drehmoment erfordert, geregelt werden.
(2) Die Kraftstoff-Fördermenge der Pumpe kann ohne Schwierigkeiten und genau verändert werden, indem der wirksame Förderhub der Pumpe unter Verwendung von Überströmregelung- Magnetventilen geregelt wird. Insofern ist weder ein teueres Mengenregler-Stellgliedelement noch eine komplexe Steuerung zur Positionierung erforderlich.

Claims

1. Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, das umfaßt:

Niederdruck-Kraftstoff-Speiseeinrichtungen (8, 9, 49) zur Zufuhr von Niederdruck-Kraftstoff;

Hochdruck-Kraftstoff-Pumpeinrichtungen (7, 20) mit einer Pumpenkammer (40, 41, 42), die mit den genannten Niederdruck- Kraftstoff-Speiseeinrichtungen in Verbindung steht, und mit einem Kolben (31, 32, 33), der in der besagten Pumpenkammer hin- und herbewegbar ist, um Kraftstoff von den genannten Niederdruck-Kraftstoff-Speiseeinrichtungen während einer Bewegung in einer vorbestimmten Richtung einzuführen und den eingeführten Kraftstoff während einer Bewegung in der entgegengesetzten Richtung auf Druck zu bringen;

gemeinsame Kraftstoff-Speicherschienenmittel (4), um darin den von der erwähnten Hochdruckpumpe geförderten, auf Druck gebrachten Kraftstoff zu speichern;

Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen (2, 3), die eine Einspritzdüse einschließen, um bei deren Aktivierung den auf Druck gebrachten, in den genannten gemeinsamen Kraftstoff- Speichermitteln gespeicherten Kraftstoff in die besagte Brennkraftmaschine einzuspritzen;

Überströmleitungsmittel (58, 59, 60), die die erwähnte Pumpenkammer mit den genannten Niederdruck-Kraftstoff- Speiseeinrichtungen verbinden;

elektrisch gesteuerte Überströmventileinrichtungen (46, 47, 48), die in den besagten Überströmleitungsmitteln angeordnet sind, um diese Überströmleitungsmittel in Abhängigkeit von einem ihnen zugeführten Steuersignal zu öffnen und zu schließen;

elektrische Steuereinrichtungen (11, 12, 13), um das Überströmsteuersignal in Übereinstimmung mit Betriebszuständen der besagten Brennkraftmaschine zu erzeugen; und

ein elektrisch gesteuertes Ventil (3), um die erwähnte Kraftstoff-Einspritzdüse in Abhängigkeit von einem an dieses gelegten Einspritzsteuersignai zu aktivieren, wobei die besagten elektrischen Steuereinrichtungen dieses Einspritzsteuersignal in Übereinstimmung mit den Betriebszuständen der besagten Brennkraftmaschine liefern,

dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Steuereinrichtungen die Überströmventileinrichtungen (46, 47, 48) schließen, bevor der Kolben (31, 32, 33) mit dem Auf-Druck-Bringen beginnt, und jederzeit die Menge an eingespritztem Kraftstoff regeln, so daß der Kraftstoffdruck in den gemeinsamen Kraftstoff- Speicherschienenmitteln auf einer bestimmten Höhe gehalten wird, wobei die elektrischen Steuereinrichtungen (11, 12, 13) die Menge an auf Druck gebrachtem Kraftstoff regeln, die von dem Hochdruck-Kraftstoff-Pumpeinrichtungen (7, 20) dem gemeinsamen Kraftstoffspeicherschienenmittel (4) jedesmal, wenn die Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen (2, 3) aktiviert wurden, zugeführt wurde, so daß der Kraftstoffdruck in dem gemeinsamen Kraftstoff-Speicherschienenmittel auf einer bestimmten Höhe gehalten wird.

2. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, in welchem die erwähnten Hochdruck-Pumpeinrichtungen (8, 9, 49) ferner eine Zulaufbohrung (37, 38, 39) besitzen, die mit der genannten Niederdruck-Kraftstoff-Speiseeinrichtungen in Verbindung steht, und der besagte Kolben (31, 32, 33) mif einem weiteren Überlaufdurchgang (55, 56, 57) Verseher ist, der die erwähnte Pumpenkammer (40, 41, 42) mit der genannten Zulaufbohrung (37, 38, 39) verbindet, wenn der besagte Kolben (31, 32, 33) nahe an das Ende der Bewegung in der erwähnten entgegengesetzten Richtung bevegt wird.

3. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 2, in welchem die erwähnten Hochdruck-Pumpeinrichtungen (8, 9, 49) einen Nocken (22, 23, 24) besitzen, der mit dem besagten Kolben (31, 32, 33) in Anlage ist sowie von einer Abtriebswelle (21) des besagten Dieselmotors betrieben wird, wobei dieser Nocken zwei Erhebungen hat, so daß der besagte Kolben (31, 32, 33) für jeden Umlauf der genannten Abtriebswelle zweimal in der erwähnten entgegengesetzten Richtung bewegt wird.

4. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 3, in welchem

- eine Welle (21) zum Antrieb von wenigstens einem Nocken (22, 23, 24) mit der halben Drehzahl der Motordrehzahl dreht,

- das Profil eines jeden Nockens so gestaltet ist, daß es eine Mehrzahl von Erhebungen zum Betreiben der Kolben (31, 32, 33) hat, und

- die Anzahl der Kolben (31 , 32, 33) der Zahl der Motorzylinder, dividiert durch die Zahl der Erhebungen an jedem Nocken, gleichkommt.

5. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 3, in welchem

- eine Welle (21) zum Antrieb von wenigstens einem Nocken (22, 23, 24) mit derselben Drehzahl wie die Motordrehzahl dreht,

- das Profil eines jeden Nockens so gestaltet ist, daß es eine einzige Erhebung zum Betreiben der Kolben (31, 32, 33) hat, und

- die Anzahl der Kolben (31, 32, 33) die Hälfte der Zahl der Motorzylinder beträgt.

6. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 4 oder 5, das ferner eine an der Welle (21) befestigte Drehscheibe (61), einen in Übereinstimmung mit der Scheibe montierten elektromagnetischen Fühler (62) und an der Scheibe entsprechend der Zahl der Motorzylinder ausgebildete Zacken umfaßt

und in welchem die Steuereinrichtungen die Überströmven tileinrichtungen (46) in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal von einem Fühler, das die Winkelstellungen des wenigstens einen Nockens kennzeichnet, öffnen und schließen.

7. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 6, das ferner einen Zylinderdiskriminator enthält, der eine Drehscheibe (61) zur Erzeugung von einem einzigen Signal pro Umdrehung der den wenigstens einen Nocken betreibenden Welle sowie einen elektromagnetischen Fühler (62) zusätzlich zu der Drehscheibe, welche die zur Zahl der Zylinder gleiche Anzahl an Zacken hat, umfaßt

und in welchem die Steuereinrichtungen in Aufeinanderfolge die Überströmventileinrichtungen (46), die am Förderhub beteiligt sind, in übereinstimmung mit dem Ausgangssignal von dem Zylinderdiskriminator schließen.

8. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, in welchem ein Druckfühler (14) in den gemeinsamen Kraftstoff- Speicherschienenmitteln (4) angeordnet ist, um den Druck im Innern der gemeinsamen Kraftstoff-Speicherschienenmittel (4) zu erfassen, und in welchem die Steuereinrichtungen die Zeitspannen (T) des Schließens der Überströmventileinrichtungen (46) in der Weise steuern, daß der durch das Ausgangssignal von dem Druckfühler gekennzeichnete Wert (Pc) gleich einem Wert (Po) wird, der vorher in Übereinstimmung mit der Motorlast sowie der Motordrehzahl festgesetzt worden ist.